《DA与AD转换电路》PPT课件

《《DA与AD转换电路》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、数字电子技术主编：刘金华第八章D/A与A/D转换电路本章要点熟悉D/A转换器和A/D转换器的主要技术指标及影响它们的主要因素；掌握D/A转换器（二进制权电阻网络、倒T型电阻网络、权电流型）的电路结构及其工作过程；掌握A/D转换器的主要类型（并行比较型、逐次比较型型、双积分型）及其工作过程；掌握D/A转换器和A/D转换器工作原理、输入与输出关系的定量计算；掌握D／A转换器与A／D转换器的使用方法。8.1概述一、D/A与A/D转换电路的概念与特点能将模拟信号转换成数字信号的电路，称为模数转换器（简称A/D转换器或ADC）；而

2、能把数字信号转换成模拟信号的电路称为数模转换器（简称D/A转换器或DAC），A/D转换器和D/A转换器已经成为计算机系统中不可缺少的接口电路，是沟通模拟电路和数字电路的桥梁。下图是用计算机来控制加热炉的工作示意图。下图是计算机控制系统的一般结构：二、数字电压表案例数字电压表作为数字仪表的基础和核心，电压表的数字化是将连续的模拟量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式并加以显示，这有别于传统的以指针加刻度盘进行读数的方法，避免了读数的误差和视觉疲劳。图8-3数字电压表8.2D/A转换器一、D/A转换器的基本原理数字量是用代

3、码按数位组合起来表示的，对于有权码，每位代码都有一定的权。为了将数字量转换成模拟量，必须将每1位的代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现了数字—模拟转换。这就是构成D/A转换器的基本思路。图8-4所示是D/A转换器的输入、输出关系框图，D0～Dn-1是输入的n位二进制数，vo是与输入二进制数成比例的输出电压。图8-4D/A转换器的输入、输出关系框图图8-53位D/A转换器的转换特性图8-5所示是一个输入为3位二进制数时D/A转换器的转换特性，它具体而形象地反映

4、了D/A转换器的基本功能。二、D/A转换器的构成1.二进制权电阻网络D/A转换器图8-6二进制权电阻网络D/A转换器不论模拟开关接到运算放大器的反相输入端（虚地）还是接到地，也就是不论输入数字信号是1还是0，各支路的电流是不变的。2.倒T型电阻网络D/A转换器图8-7倒T型电阻网络D/A转换器①分别从虚线A、B、C、D处向右看的二端网络等效电阻都是R。②不论模拟开关接到运算放大器的反相输入端（虚地）还是接到地，也就是不论输入数字信号是1还是0，各支路的电流不变。从参考电压端输入的电流为：3.权电流型D/A转换器尽管倒T形

5、电阻网络D/A转换器具有较高的转换速度，但由于电路中存在模拟开关电压降，当流过各支路的电流稍有变化时，就会产生转换误差。为进一步提高D/A转换器的转换精度，可采用权电流型D/A转换器。(1)原理电路图8-8权电流型D/A转换器的原理电路分析该电路可得出:采用了恒流源电路之后，各支路权电流的大小均不受开关导通电阻和压降的影响，这就降低了对开关电路的要求，提高了转换精度。(2)采用具有电流负反馈的BJT恒流源电路的权电流D/A转换器为了消除因各BJT发射极电压VBE的不一致性对D/A转换器精度的影响，图中T3～T0均采用了多

6、发射极晶体管，其发射极个数是8、4、2、1，即T3～T0发射极面积之比为8:4:2:1。流入每个2R电阻的电流从高位到低位依次减少1/2，各支路中电流分配比例满足8:4:2:1的要求。图8-9权电流D/A转换器的实际电路基准电流IREF产生电路由运算放大器A2、R1、Tr、R和－VEE组成，A2和R1、Tr的cb结组成电压并联负反馈电路，以稳定输出电压，即Tr的基极电压。Tr的cb结，电阻R到－VEE为反馈电路的负载，由于电路处于深度负反馈，根据虚短的原理，其基准电流为：由倒T形电阻网络分析可知，IE3=I/2，IE2=

7、I/4，IE1=I/8，IE0=I/16，于是可得输出电压为：可推得n位倒T形权电流D/A转换器的输出电压该电路特点为，基准电流仅与基准电压VREF和电阻R1有关，而与BJT、R、2R电阻无关。这样，电路降低了对BJT参数及R、2R取值的要求，对于集成化十分有利。由于在这种权电流D/A转换器中采用了高速电子开关，电路还具有较高的转换速度。采用这种权电流型D/A转换电路生产的单片集成D/A转换器有AD1408、DAC0806、DAC0808等。这些器件都采用双极型工艺制作，工作速度较高。三、D/A转换器的主要技术指标1.转

8、换精度D/A转换器的转换精度通常用分辨率和转换误差来描述。（1）分辨率——D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。N位D/A转换器的分辨率可表示为（2）转换误差——D/A转换器的绝对误差（或绝对精度）是指输入端加入最大数字量（全1）时，D/A转换器的理论值与实际值之差。该误差值应低于LSB/2。2.转换速度（1）